Понять небо - [8]

Изменения плотности:

Изменение высоты на 100 м эквивалентно изменению плотности на -1%, которая изменяет давление на 10 гПа, температура изменяется на 2,8 °C, или добавление водяных паров до 27 гПа давления.

Поэтому, если, находясь на маршруте, вы движетесь в сторону понижения давления, то высотомер будет показывать большую высоту, если полет идет в направлении повышения давления, то наоборот. Высотомер — это барометр со шкалой высоты. Высотомеры производятся с температурными компенсаторами. Изменение давления тоже не проблема, если видно поверхность.

Проблемой является то, что плотность существенно влияет на посадочные и взлетные характеристики. Когда воздух горячий и влажный, а давление низкое, увеличиваются взлетная и посадочная скорости. Большая высота существенно влияет на критические скорости. В приложении I о плотности рассказано более подробно.

ВЕТЕР

Один из аспектов погоды, который ежедневно влияет на нашу жизнь и, особенно, на полеты — это ветер.

Полный штиль — явление достаточно редкое, в основном, воздух в движении. Ветер переносит на значительные расстояния тепло и влажность, и этим играет очень важную роль в формировании погоды. Ветер является составной частью парящих условий, и поэтому две главы этой книги посвящены его изучению. А сейчас просто определим его причины и составляющие.

Ветер возникает от дисбаланса давлений, обычно, в горизонтальной плоскости. Этот дисбаланс появляется из-за различия температур на соседних территориях или циркуляции воздуха вверх на отдельных участках. В любом случае, причина этого — неравномерный прогрев поверхности солнцем, что приводит к разнице температур, циркуляции, и к разнице давлений. Снова приходим к выводу, что причиной всех явлений в атмосфере является солнце.

Ветер обычно называется по направлению, откуда он дует. Например, северный ветер дует с севера, юго-восточный с юго-востока и т. д. (рис. 17). Аналогично, горный ветер дует с гор, морской бриз с моря на сушу, а береговой наоборот.

Рис. 17.Направление ветра

В авиационной терминологии принято называть ветер по направлению в градусах, а силу ветра измерять в узлах, км/ч и м/с. Так северный ветер — 360° (или 0°), восточный — 90°, южный — 180°, западный — 270°, а юго-западный — 225° как изображено на рисунке. Узел базируется на морской миле и равен 1,15 миль в час или 1,85 км/ч, 3,6 км/ч = 1 м/с. Отметим, что компас показывает направление не точно на северный полюс земного шара. Это связано с земными магнитными полями и наклоном оси вращения Земли. Разница магнитного и географического полюсов называется магнитным склонением. Приземные ветры называют в соответствии с направлением по магнитному компасу, а верховые — в соответствии с географическим направлением.

ЭФФЕКТ КОРИОЛИСА

Еще один фактор, который мы должны рассмотреть — это эффект Кориолиса. Этот эффект очень важен для понимания процессов в атмосфере глобального и среднего масштабов. Результат этого эффекта выражается в том, что все объекты, движущиеся в северном полушарии, имеют тенденцию поворачивать вправо, а у всех движущихся объектов в южном полушарии — влево. Эффект Кориолиса наиболее сильно выражен на полюсах и сводится к нулю на экваторе. Причина эффекта Кориолиса — вращение Земли под движущимися объектами. Это не какая-то реальная сила, это движение Земли, взаимодействуя с силами гравитации, создает иллюзию правого вращения для всех свободнодвижущихся тел. Воздушные потоки и океан в крупных масштабах испытывают на себе эффект Кориолиса.

На рисунке 18 эффект Кориолиса объясняется на примерах. В случае, когда объект движется из центра вращающегося диска, наблюдатель, находящийся за пределами диска, видит прямолинейное движение объекта (рис. 18а). Если наблюдатель находится на диске, то для него объект поворачивает вправо (рис. 18в).

Рис. 18.Эффект Кориолиса

В случае, когда объект движется к центру диска (рис. 18с), он имеет начальный импульс по направлению вращения и в течение некоторого времени сохраняет ориентацию в пространстве. Результатом этой комбинации движений является траектория, показанная на рисунке 18d. Это снова отклонение вправо с точки зрения наблюдателя на диске. Нетрудно заметить, что диск может быть сферой, как наша планета, а смотрим мы из космоса над северным полюсом.

Трехразмерность реального мира приводит к уменьшению эффекта Кориолиса от полюса к экватору, но принцип тот же.

Эффект Кориолиса влияет на формирование воздушных потоков (глава 4). Сделаем вывод из вышесказанного:

Эффект Кориолиса:

является причиной поворота ветров вправо в северном полушарии и влево в южном.

ИТОГИ

Теперь мы имеем представление об основных движущих силах в атмосфере, как в глобальном масштабе, так и в местном. Мы должны понимать, что на погоду влияет полная комбинация физических процессов. Мы, как пилоты, должны это знать, чтобы когда надо использовать или избегать определенных процессов в атмосфере.

Пока мы летаем, мы будем постоянно сталкиваться с разностями температур и давлений, со стабильностью воздуха и с эффектом Кориолиса.

Теперь мы имеем представление об основных движущих силах в атмосфере, как в глобальном масштабе, так и в местном. Мы должны понимать, что на погоду влияет полная комбинация физических процессов. Мы, как пилоты, должны это знать, чтобы когда надо использовать или избегать определенных процессов в атмосфере.